Ученые впервые зафиксировали блуждающую черную дыру вне центра галактики

Астрономы впервые смогли обнаружить и точно локализовать блуждающую черную дыру, находящуюся не в центре своей галактики, а на значительном удалении от нее.

35 3 мин.

Эта шестипанельная иллюстрация события приливного разрушения вокруг сверхмассивной черной дыры показывает следующее: 1) Сверхмассивная черная дыра дрейфует внутри галактики, ее присутствие можно обнаружить только с помощью гравитационного линзирования; 2) Своенравная звезда попадает под сильное гравитационное притяжение черной дыры; 3) Звезда растягивается или "превращается в спагетти" из-за гравитационно-приливных эффектов; 4) Остатки звезды образуют диск вокруг черной дыры; 5) Существует период аккреции черной дыры, изливающей излучение по всему электромагнитному спектру, от рентгеновских лучей. до радиоволн; и 6) Галактика-хозяин, видимая издалека, содержит яркую вспышку энергии, которая смещена от ядра галактики, где обитает еще более массивная черная дыра. Изображение: NASA, ESA, STScI, Ralf Crawford (STScI)

Обнаружение чёрной дыры стало возможным благодаря событию приливного разрушения (TDE), которое произошло, когда звезда была разорвана мощным гравитационным полем черной дыры. Наблюдения проводились с помощью космического телескопа Хаббл, а также рентгеновской обсерватории Чандра и радиотелескопа Very Large Array.

Открытие открывает новые горизонты в изучении скрытых объектов Вселенной и может стать началом систематического поиска других «странствующих» черных дыр.

Черная дыра вне закона: почему это важно?

Обычно сверхмассивные черные дыры находятся в центрах галактик, где активно поглощают вещество и излучают энергию. Однако новое исследование показало, что одна из таких черных дыр массой около 1 миллиона масс Солнца находится на расстоянии 2600 световых лет от центральной области своей галактики — и это в 10 раз ближе, чем расположение Солнца относительно центральной черной дыры Млечного Пути.

Это первое зарегистрированное событие TDE (обозначенное как AT2024tvd), происшедшее вне центральной области галактики. Ранее все известные события такого типа были связаны исключительно с центральными черными дырами.

Как нашли черную дыру?

Событие было замечено в ходе регулярного обзора неба с помощью телескопа Zwicky Transient Facility на обсерватории Паломар. Астрономы заметили яркую вспышку, сравнимую по силе со взрывом сверхновой. Анализ показал, что это был выброс энергии при поглощении звезды черной дырой. Характеристики вспышки — высокая температура и наличие эмиссионных линий водорода, гелия, углерода, азота и кремния — позволили однозначно связать её с процессом аккреции на черной дыре.

Дополнительные наблюдения с помощью телескопа Хаббл помогли точно установить координаты события, а данные Чандра подтвердили, что источник рентгеновского излучения тоже находится вне центра галактики.

Блуждающая чёрная дыра — Это комбинированное изображение далекой галактики, полученное космическим телескопом Хаббл и Рентгеновской обсерваторией Чандра, в которой обнаружен характерный признак блуждающей сверхмассивной черной дыры. Оба телескопа зафиксировали событие приливного разрушения (TDE), вызванное тем, что черная дыра поглотила звезду. Фото: NASA, ESA, STScI, Yuhan Yao (UC Berkeley), Joseph DePasquale (STScI)

Почему черная дыра оказалась не на месте?

В центре той же галактики уже существует другая, более массивная черная дыра — массой 100 миллионов масс Солнца, которая является активным ядром галактики. Две сверхмассивные черные дыры сосуществуют в одном галактическом пространстве, но пока не образуют двойную систему.

Как черная дыра массой в миллион солнц оказалась вне центра — пока остается загадкой. Возможно, она была выброшена из центральной области в результате тройного гравитационного взаимодействия с другими черными дырами. Либо она является остаточным объектом из более мелкой галактики, которая слилась с текущей более 1 миллиарда лет назад.

Если вторая версия верна, то со временем эта черная дыра может начать двигаться к центру и в конечном итоге слиться с центральной черной дырой.

Зачем искать такие события?

События приливного разрушения (TDE) становятся важным инструментом для выявления черных дыр, которые иначе остаются недоступными для наблюдений. Такие вспышки позволяют астрономам регистрировать даже те черные дыры, которые долгое время находились вне поля зрения.

«AT2024tvd — первое смещённое событие TDE, зафиксированное оптическими обзорами неба. Это открывает возможность обнаруживать ранее недосягаемую популяцию блуждающих черных дыр», — говорит Юхан Яо из Калифорнийского университета в Беркли, главный автор исследования.

По его словам, теоретики до сих пор мало обращали внимания на такие смещённые события, но это открытие должно стимулировать дальнейшие поиски и моделирование.

Что дальше?

Ученые планируют продолжить поиск подобных событий в рамках будущих обзоров неба. Эти данные помогут лучше понять, как часто встречаются блуждающие черные дыры, как они формируются и как взаимодействуют с галактиками.

Пока что AT2024tvd остается единственным подтверждённым случаем TDE вне центральной области галактики, но он уже стал важным шагом вперед в изучении скрытых уголков нашей Вселенной.

Теги